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1、第42卷第19期2018年10月10日Vol.42No.19Oct.10,2018DOI:10.7500/AEPS20170908009配电系统动态模型设计与应用张凤鸽1,杨德先1,程利军2,黄光林2,苗世洪1,王丹1(1.强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学),湖北省武汉市430074;2.南京磐能电力科技股份有限公司,江苏省南京市210061)摘要:新能源接入配电网给配电系统继电保护及自动化技术带来了挑战,文中设计了一种能开展接地故障分析及配电网自愈控制技术试验研究、配电网自动化相关装置系统性测试的动态模拟试验平台,研制了开展故障指示器试验和小电流接地选线试验
2、所需的特殊设备,搭建了含新能源和储能的配电系统通用试验模型。实验结果证明了该模拟实验系统的可行性和有效性。关键词:智能配电网;物理模型;配电自动化;接地选线;故障指示器0引言拟方法被提出来,如文献[7]设计了一种配电线路故障指示器测试仪,文献[8]提出了一种可以实现自动现代配电网是一个结构复杂、规模庞大、诸多因检测配电网馈线故障指示器功能的检测平台设计方素交互影响的系统。目前中国全社会用电量稳居世案,文献[9-10]利用故障指示器综合测试仪和其他界首位,但配电网供电可靠性与发达国家仍有较大相关设备对故障指示器进行静态检测,文献[11]利差距。2016年国家电网公司户均停电时
3、间为用暂态行波保护测试仪、宽频功率放大器搭建测试917.7min,而美国、德国等发达国家的户均停电时平台,文献[12]提出了一种利用实时数字仿真装置间均小于100min,其中日本户均停电时间仅仅为检测配电网控制算法的闭环测试方案。文献[13]是20min。中国配电网自动化总体覆盖率偏低、建设在户外采用容量为315kVA,变比为0.4kV/10kV的程度比较落后。国外发达国家经过长期的应用而的变压器将市电电压升压到真实的10kV电压,电比较成熟,其中法国、日本的配电自动化覆盖率分别流是通过控制器产生模拟故障电流信号,经功率放[1-4]达到90%和100%。大器放大后施加于10
4、kV系统中完全隔离开的短为加快推进配电网建设改造,国家能源局印发路电流环形电缆上,虽然这些方法能够满足故障指了《配电网建设改造行动计划(2015—2020年)》(国示器的静态功能和性能测试,但对于配电网系统各能电力〔2015〕290号)。中国计划在“十三五”期间种运行工况(正常运行、异常运行、故障等)无法模全面提升配电自动化覆盖范围,2020年总体覆盖率拟,而这些工况对于衡量故障指示器安全、可靠运行达到90%。国家电网公司非常重视配电网存在的特别重要。数字仿真在暂态故障还原、故障指示器问题,准备在中国电科院武汉分院建设国家级的重试验、弧光接地模拟、系统级测试方面存在很大不[
5、5-6]点实验室,针对智能配电设备开展试验研究。中足,因此需要建设一个能真实反映原型系统特性的国电机工程学会已颁布T/CSEE0027—2017《配电配电系统物理模拟实验平台,开展小电流系统接地系统继电保护及自动化产品动模试验技术规范》。故障判断和故障点定位研究、馈线自动化模式研究、配电自动化系统等产品在全国大面积推广,但主动配电网系统下配电终端继电保护原理研究、故成效却不尽人意,馈线自动化正确跳闸率不高,故障障指示器等新设备研究,加强配电系统继电保护及在线监测及定位系统的选线准确率很低,针对产品[14-16]自动化产品的入网检测。的整体功能和性能缺乏全面和完备的试验检测方
6、法和手段。目前国内外陆续有一些与之相应的物理模1模型元件设计电力系统动态模拟实验室是根据相似原理建立收稿日期:2017-09-08;修回日期:2018-04-20。上网日期:2018-08-10。起来的物理模型,配电系统动态模拟试验平台是在国家重点研发计划资助项目(2017YFB0903604);国家科技传统电力系统动态模型基础上,凭借模拟无穷大电重大专项资助项目(2016ZX05038-001)。源、模拟输电线路、模拟变压器、模拟断路器、模拟各http://www.aeps-info.com1772018,42(19)·工程应用·种负荷、模拟各种互感器、模拟小电源机组、各
7、类电器在空投时其励磁涌流应足够大,三相中最大涌流气回路结构,以及硬(软)件匹配而构建的模拟试验峰值应不小于4倍额定电流峰值。[17]系统。配电系统有其特殊性,包含配电网中性点[18-19]2特殊设备研制接地方式、配电线路模型、小电源机组模型等。1.1中性点接地方式针对故障指示器产品试验检测而研制了特殊的模型配电系统应能模拟原型系统各种各样的接升流器、升压器;为开展小电流接地选线装置试验而地方式,并且包含采用接地变等方式如下。研制了特殊的零序电流互感器;为了满足短路试验1)模拟中性点直接接地系统。而研制了短路时刻合闸
